煤礦液壓支架常見故障及其維護策略

李曉敏

（西山煤電福利有限公司， 山西 太原 030053）

引言

在煤礦機械化采煤設備中，液壓支架是必不可少的關鍵設備之一。在煤礦開采中，液壓支架和鏟運機、采煤機等設備相互配合，承擔著支撐煤礦工作面的重要任務。液壓支架的運行情況不僅關系到煤炭生產效率和設備安全，更關系著人員安全。隨著社會經濟和采煤機技術的發展，液壓支架發展迅速，以電液控制系統為核心的液壓支架控制系統已經取代了傳統的液壓支架控制方式，工作面支撐效率和安全性得到了極大的提升[1-3]。當前許多研究學者和企業都把主要研究方向放在提高液壓支架的控制效率和智能化程度方面，對于液壓支架的安全管理重視不足，本文結合工作經驗和相關資料，總結了液壓支架在使用過程中常見的故障類型，并對這些情況進行了分類討論，給出了具體的處理建議和維護措施，旨在提高煤礦液壓支架安全管理水平，縮短故障處理時間，延長液壓支架使用壽命，為煤礦企業降低液壓支架的維護成本，提高維護效率。

1 液壓支架油缸常見故障及維護措施

1.1 液壓支架油缸常見故障

油缸是液壓支架的主要部件，其安裝、材質、工作環境和維護狀況直接關系到液壓支架的安全性。油缸經常出現的故障有：

1）安裝尺寸不精確。液壓支架的密封裝置安裝時，其尺寸通常得不到保證，因此油缸的密封性就會出現問題，開采就會受到影響。

2）材質選擇不合理。材質選擇不合格，煤礦開采人員的生命安全就得不到保障，良好的材質可以有效保證煤炭開采安全穩定。

3）工作環境影響。工作環境對液壓支架油缸也有影響，油缸密封裝置會受到污染物和細微顆粒的影響發生泄漏。

4）設備老化。還有一個原因是設備老化，老化輕者影響設備作業效率，重者造成重大事故。

1.2 維護措施

1）改善密封性能。油缸組成部分中的活塞是防止油壓泄漏的重要部件，要嚴格按照標準流程對油缸的密封裝置進行維護。另外要采用質量和尺寸合格的部件對零部件進行常規更換，來保證其高質量運行。

2）缸筒的檢查與維修。由于缸筒內壁是導致很多油缸故障的原因之一，因此，我們可以經常檢查油缸內壁出現的拉傷情況判斷其損壞程度，進行維修或替換。

3）活塞的維修。活塞桿和活塞也很重要，若它們出現問題后，油缸就會發生故障。因此要注意檢修，確定故障后，可對活塞桿重新鍍鉻或更換活塞。

4）緩沖閥的檢查與維修。緩沖閥直接關系著液壓支架的運行正常與否。因此，當緩沖閥出現磨損時，可判定油缸故障是由于緩沖閥引起的，處理辦法是維修或更換緩沖閥。

2 液壓支架液管和接頭常見故障及維護措施

2.1 液壓支架的液管和接頭常見故障

1）密封面是液管和接頭等部件最容易出現損壞的元件，一旦密封面破裂就會導致液壓油滲漏。

2）在安裝液管時，由于安裝環境不清潔，導致閥座和密封圈件等部位進入了鐵屑或石子等雜物，就會導致一些密封元件變形，降低密封性能導致液壓油滲漏。如果這些雜物進入液壓支架液壓系統，會導致管路堵塞，甚至影響閥門的開閉。

3）在安裝液管和接頭時要采用與其相配合的密封圈，尺寸太大或者太小的密封圈都會導致影響密封效果。

2.2 維護處理措施

1）定期檢查。如果發現液管接頭等部位出現液壓油滲漏痕跡，應當檢查密封元件的密封效果，如果發現密封元件損壞或尺寸不合理，需要立刻對密封片和接頭進行更換。

2）如果發現有液壓油痕跡且密封元件的密封效果良好，則應當仔細檢查液管，如果液管老化或者破裂應當及時更換。

3）定期進行液壓支架管路、乳化液箱和過濾器等設備的檢查和清潔，特別是乳化液變質后要進行更換。

4）在設備安裝調試時保持清潔的安裝環境，對于已經安裝的液壓支架，在容易進入液壓系統的備件結口處增加防塵網，防止異物進入。

3 立柱常見故障及維護措施

3.1 液壓支架立柱所常見故障

1）液壓支架立柱提供的支撐力不滿足支撐要求。

2）立柱不升或不降。立柱不升的原因一般是發生了變形或液壓系統堵塞。立柱不降的原因一般是在檢修時發生了漏液。

3）立柱自降，立柱自降的原因是調定的壓力值較低，或者由于液壓油經安全閥泄漏，液控單向閥無法實現閉鎖。

4）乳化液滲漏，乳化液發生泄漏的原因在于密封元件的尺寸不合適或者質量不好，也有立柱接頭在焊接時的缺陷導致的。

3.2 維修策略和注意事項

1）針對液壓支架提供的支撐力不足或立柱不升故障，應當從兩方面考慮，一方面是液壓油泄漏，此時應該檢查截止閥是否打開，如果截止閥未打開將會導致液壓支架立柱內串液或滲漏，導致立柱不升，此時只要將截止閥打開即可；另一方面是泵壓不足，此時的解決辦法是增加泵壓。

2）針對液壓支架立柱不降，觀察高壓如花液的流動情況，如果是由泵站放出的且能夠流入立柱上層，則此時應該使用操作手柄將補液閥門關閉，使立柱下層管道得以疏通，當下層管道疏通完畢后即可降下立柱。

3）對于不作業的立柱，首先檢查千斤頂和立柱是否蹩卡，如果無法找到原因則上井拆驗。所有經過維修的立柱應當逐一進行替換和試驗。

4 液壓支架失穩常見故障及維護措施

4.1 支架失穩故障

支架失穩是支架最嚴重的故障之一，尤其是在長壁煤層中，經常發生支架失穩破壞的事故，這種現象已經影響了特厚煤層的安全性和開采效率，很多煤層不能充分開采，造成資源浪費。在長壁頂煤放頂過程中，由于頂煤的上覆地層負荷轉移到液壓支架軸承座，頂煤的性質和運動規律對液壓支架的影響十分重要。以某煤田為例，支架支撐失效事故分布如圖1 所示，軸承座支撐失敗的情況特別普遍。液壓支架發生失穩故障的原因主要有以下幾點：

圖1 支架支撐失效事故分布圖

1）傾角和工作面情況。一般來說，傾角決定了液壓支架的重心是否穩固。在采高和傾角大的工作面中，液壓支架所受合力的作用點在軸承座上就容易發生倒架。特殊情況下，如果工作面平整度很差，即使傾角不大也會發生液壓支架傾倒和歪斜等故障，因此在進行液壓支架作業時要綜合考慮現場的作業環境。

2）頂板不平或冒空。有的工作面采高過大，超過了液壓支架的最大高度，出現了冒空現象，或者頂板破碎導致頂板和頂梁的接觸發生嚴重不均，液壓支架的載荷偏心就會導致失穩。

3）底板不平或硬度不夠。良好的液壓支架工作環境要求底板平整且硬度足夠，但是有的工作面積累了過多的松軟物質，例如浮煤或矸石等，這些物質的硬度差厚度又大，經常導致液壓支架的底座下陷，一旦液壓支架的底座與底板的接觸面不足，壓力偏向一側，就會導致液壓支架失穩。

4）移架過程中也是倒架事故發生的常見場景之一，在移架時要充分注意液壓支架的工作狀態，以及觀察液壓支架與頂板、底板的接觸和變化，一旦發生支架失穩的前兆，應當立即停止移架，采取相應的補救措施。

4.2 維護措施

針對液壓支架失穩的現象，在液壓支架使用和維護中應當注意以下幾點：

1）嚴格執行液壓支架的操作規定。

2）在大傾角工作面中配置相應的防倒裝置。

3）對于支撐狀態異常的液壓支架應當及時調整姿態。

4）如果發生了煤壁片幫或者頂板冒落，及時采取相應措施進行處理，防止冒落區擴大而引起支架傾倒的事故發生。

5 結語

煤炭是我國能源結構的核心，煤炭開發、生產和利用企業是我國社會經濟發展的主要力量。分析煤礦液壓支架的常見故障并指定相應的處理維護方案，能夠讓液壓支架始終保持良好的工作性能，提高煤礦企業生產的安全性，保障煤炭企業高質量發展。煤礦企業應當加強煤礦液壓支架的日常檢查與維修，降低以上常見事故的發生頻率，使液壓支架以最優的性能服務于煤礦生產，推動煤炭行業安全發展。